(57)【要約】  エッチング装置（1）は、真空槽（10）内にエッチングガスを供給するエッチングガス供給部（10c）と、真空槽内に配置されてその上面に基板（Sb）が載置される第１の電極（12）と、第１の電極とプラズマ生成空間（S）を介して対向する第２の電極（16）と、第１の電極に高周波電力を供給する高周波電源（20）とを備える。エッチング装置は更に、真空槽の内側面（10d）のうち第１の電極からの相対距離が第１の電極と第２の電極との間の電極間距離（G）以下となる領域を少なくとも被覆する絶縁部（30）を備える。絶縁部（30）は、第１の電極上に載置される基板又は第２の電極を囲む側面（31d）を含み、この側面は、プラズマ生成空間（S）に向かってその内径が拡大するテーパ部（31f）を含む。
2011155479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エッチング装置であって、
真空槽と、
前記真空槽内にエッチングガスを供給するエッチングガス供給部と、
前記真空槽内に配置されて、その上面に基板が載置される第１の電極と、
前記第１の電極とプラズマ生成空間を介して対向する第２の電極と、
前記第１の電極に高周波電力を供給する高周波電源と、
前記真空槽の内側面のうち前記第１の電極からの相対距離が前記第１の電極と前記第２の電極との間の電極間距離以下となる領域を少なくとも被覆する絶縁部とを備え、該絶縁部は、前記第１の電極上に載置される前記基板又は前記第２の電極を囲む側面を含み、該側面が、前記プラズマ生成空間に向かってその内径が拡大するテーパ部を含むことを特徴とするエッチング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエッチング装置において、
前記絶縁部は、前記真空槽の上壁部を覆う上側絶縁部を含み、該上側絶縁部が、前記第２の電極を囲む前記側面として電極板収容部を含み、前記電極板収容部が、前記プラズマ生成空間に向かってその内径が拡大するテーパ状の内側面を含むことを特徴とするエッチング装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のエッチング装置において、
前記絶縁部は、前記第１の電極が配設されるステージと、該ステージに一体に形成されて該ステージの上面を囲み前記真空槽の側壁の一部を覆う環状絶縁部とからなる下側絶縁部を含むことを特徴とするエッチング装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のエッチング装置において、
前記絶縁部は、前記基板を囲む前記側面として基板収容部を有する基板位置絶縁部を含み、前記基板収容部が、前記プラズマ生成空間に向かってその内径が拡大するテーパ状の内側面を含むことを特徴とするエッチング装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のエッチング装置であって更に、
前記プラズマ生成空間内に磁場を印加する永久磁石を備えることを特徴とするエッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッチング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＭＥＭＳプロセス等においては、Ｓｉ貫通電極等の高精度加工のために、異方性の高いエッチングが要請されている。異方性の高いエッチングを実施するためには、プラズマ密度を高めることが必要であるとされている。さらに、処理時間の短縮化を図り、生産性を向上するためには、電力当たりのプラズマ密度を高めることが要請されている。【０００３】
半導体材料や絶縁材料等によって形成された基板に対してドライエッチングを施す装置の一形態として、平行平板型のエッチング装置が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。このエッチング装置は、簡易な構造であり安価であるといった利点を有する。図６に、カソードカップリング方式のエッチング装置５０の一例を示す。エッチング装置５０は、接地された金属製の真空槽５１を有している。真空槽５１内にはアルミナ等からなる支持台５２が備えられ、支持台５２には陽極であるステージ電極５３が設けられている。ステージ電極５３の上面にはフォーカスリング５４と処理対象の基板Ｓｂとが載置されている。ステージ電極５３には高周波電源５５がマッチングボックス５６を介して電気的に接続されている。【０００４】
ステージ電極５３の上方には、電極支持部５７及び上部電極板５８が設けられている。電極支持部５７は、上部電極板５８を支持するとともに、ガス供給管６０から送出されたガスを一時的に貯留する図示しないバッファを備えている。上部電極板５８は、ステージ電極５３と対向する陰極として機能するとともに、上記バッファ内に蓄えられたガスを、上部電極板５８とステージ電極５３との間に噴出するシャワープレートとして機能する。電極支持部５７及び上部電極板５８は、アルミナ等からなる絶縁ブロック５９で取り囲まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−５３１９１号公報
【特許文献２】特開２００４−１２８２３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記したような従来の平行平板型のエッチング装置では、加工形状の制御性を高める手段の一つとして、例えば超短波（ＶＨＦ：Ｖｅｒｙ  Ｈｉｇｈ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）のような高い周波数帯の高周波電力を用いてプラズマ密度を高めることが知られている。一方、図６の装置５０などの従来装置では、金属製の真空槽５１の内表面５１ａの表皮効果によって、真空槽５１とステージ電極５３とが誘導結合する結果、これらの間にもプラズマが生成される場合がある。特に、ステージ電極５３に供給される高周波電力の周波数帯が高くなるほど、こうした放電が生じやすくなる。その結果、高い周波数帯を用いてプラズマを生成するとしても、供給した電力に相当するプラズマ密度は得難く、消費電力当たりのプラズマ密度、ひいてはプラズマ生成効率を高める上で改善の余地を残すものとなっている。【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構成でプラズマ生成効率を向上することができるエッチング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様は、エッチング装置である。当該装置は、真空槽と、前記真空槽内にエッチングガスを供給するエッチングガス供給部と、前記真空槽内に配置されて、その上面に基板が載置される第１の電極と、前記第１の電極とプラズマ生成空間を介して対向する第２の電極と、前記第１の電極に高周波電力を供給する高周波電源と、前記真空槽の内側面のうち前記第１の電極からの相対距離が前記第１の電極及び前記第２の電極の電極間距離以下となる領域を少なくとも被覆する絶縁部とを備え、該絶縁部は、前記第１の電極上に載置される基板又は前記第２の電極を囲む側面を含み、該側面が、前記プラズマ生成空間に向かってその内径が拡大するテーパ部を含むことを要旨とする。【０００９】
第１の態様によれば、絶縁部によって、真空槽と第１の電極との誘導結合を効果的に抑制し、電力の損失を抑制することができる。また、プラズマ生成空間の一部が、上記絶縁部の側面と基板とによって、又は上記絶縁部の側面と第２の電極とによって囲まれた状態になるため、プラズマの拡散を抑制し、且つプラズマの滞留を抑制することができる。従って、プラズマ密度を高めるために、例えば電磁コイルや磁石及びその駆動機構等を設けたりして、装置を複雑化させることなく、消費電力当たりのプラズマ密度を高めることができる。このため、簡易な構成でプラズマ生成効率を向上することができる。【００１０】
本発明の第２の態様は、第１の態様のエッチング装置において、前記絶縁部は、前記真空槽の上壁部を覆う上側絶縁部を含み、該上側絶縁部が、前記第２の電極を囲む前記側面として電極板収容部を含み、前記電極板収容部が、前記プラズマ生成空間に向かってその内径が拡大するテーパ状の内側面を含むことを要旨とする。【００１１】
第２の態様によれば、プラズマ生成空間の上部を、電極板収容部と第２の電極とによって囲まれた状態とし、プラズマの拡散を抑制することができるとともに、第２の電極の周囲と第１の電極との誘導結合を好適に抑制することができる。【００１２】
本発明の第３の態様は、上記第１又は第２の態様のエッチング装置において、前記絶縁部は、前記第１の電極が配設されるステージと、該ステージに一体に形成されて該ステージの上面を囲み前記真空槽の側壁の一部を覆う環状絶縁部とからなる下側絶縁部を含むことを要旨とする。【００１３】
第３の態様によれば、真空槽の側壁の一部を覆う環状絶縁部をステージと一体に形成するので、プラズマ生成空間及びその周囲を同一材料で隙間なく覆って、異常放電の発生を抑制することができる。【００１４】
本発明の第４の態様は、上記第１〜第３の態様のいずれか一つのエッチング装置において、前記絶縁部は、前記基板を囲む前記側面として基板収容部を有する基板位置絶縁部を含み、前記基板収容部が、前記プラズマ生成空間に向かってその内径が拡大するテーパ状の内側面を含むことを要旨とする。【００１５】
第４の態様によれば、プラズマ形成空間の下部を、基板収容部と第１の電極とによって囲まれた状態とし、プラズマの拡散を抑制することができる。【００１６】
本発明の第５の態様は、上記第１〜第４の態様のいずれか一つのエッチング装置が更に、前記プラズマ生成空間内に磁場を印加する永久磁石を備えることを要旨とする。【００１７】
第５の態様によれば、永久磁石の作用により、プラズマ生成空間からのプラズマの拡散を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態のエッチング装置の概略図。
【図２】実施例による凹部の模式図。
【図３】比較例による凹部の模式図。
【図４】第２実施形態のエッチング装置の概略図。
【図５】第３実施形態のエッチング装置の概略図。
【図６】従来のエッチング装置の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
【００２０】
図１に示すように、エッチング装置１は、カソードカップル方式の平行平板型エッチング装置であって、有蓋円筒状に形成された真空槽１０を有している。真空槽１０はアルミニウム等の金属製であって接地されている。真空槽１０は、底部の開口を底壁部等によって密閉しており、その側壁１０ｈには、基板Ｓｂを隣室から真空槽１０内へ搬入する搬送口１０ａが貫通形成されている。また、真空槽１０には、真空槽１０内のエッチングガスや大気、パーティクル等の流体を排気する排出穴１０ｂが底壁部等に貫通形成され、ガス供給管１７を介して真空槽１０内にエッチングガスを供給するガス供給部１０ｃが上壁部１０ｉに貫通形成されている。
【００２１】
また、真空槽１０内には、真空槽１０の内側面１０ｄを覆う絶縁部が設けられている。本実施形態の絶縁部は、真空槽１０内の下方に設けられた下側絶縁部としての下側絶縁ブロック３０と、真空槽１０内の上方に設けられた上側絶縁部としての上側絶縁ブロック３１とから構成される。これらの下側絶縁ブロック３０及び上側絶縁ブロック３１は、石英からなる。尚、石英以外でも、絶縁体であればよく、テフロン（登録商標）、アルミナセラミックス、イットリアセラミックス等でもよい。
【００２２】
下側絶縁ブロック３０は、略円筒状に形成されており、その外周面は、下側絶縁ブロック３０を真空槽１０内に収容した際に真空槽１０の内側面１０ｄに密着可能な形状となっている。下側絶縁ブロック３０は、その略中央に設けられたステージ３０ｓと、該ステージ３０ｓの上面を囲むように設けられた環状絶縁部３０ｉとを有している。
【００２３】
ステージ３０ｓは、その上面が平坦に形成され、その中央には、第１の電極としてのステージ電極１２を内側に収容可能な電極収容部３０ｄが鉛直方向（図中Ｙ方向）に貫通形成されている。電極収容部３０ｄの内側には、ステージ電極１２を下方から支持固定するための絶縁材からなる固定部１１が嵌合されている。この固定部１１の上には、処理対象の基板Ｓｂが載置されるステージ電極１２が固定されている。尚、本実施形態では、固定部１１と下側絶縁ブロック３０とを別部材としたが、固定部１１を下側絶縁ブロック３０に一体に設けるようにしてもよい。固定部１１にステージ電極１２を載置すると、ステージ電極１２の上面とステージ３０ｓの上面とが同一高さとなる。
【００２４】
ステージ電極１２には、高周波電源２０がマッチングボックス２１を介して電気的に接続されている。マッチングボックス２１は、プラズマ生成領域と高周波電源２０から基板Ｓｂまでの伝送路とのインピーダンスの整合を図る整合回路とブロッキングコンデンサとを含んでいる。また、ステージ電極１２の上面及びステージ３０ｓの上面には基板Ｓｂの外周を囲むように、石英等から形成されたフォーカスリング１３が載置されている。
【００２５】
また、ステージ３０ｓのうち４箇所には排出部３０ｈが鉛直方向（図中Ｙ方向）に貫通形成されている。各排出部３０ｈは、下側絶縁ブロック３０を真空槽１０内に収容した際に真空槽１０の各排出穴１０ｂにそれぞれ連通する位置に形成されている。下側絶縁ブロック３０が真空槽１０内の所定の位置に配置されると、ステージ３０ｓの上部であって環状絶縁部３０ｉで囲まれた空間は、各排出部３０ｈを介して、各排出穴１０ｂとそれぞれ連通された状態となる。
【００２６】
また、環状絶縁部３０ｉは、真空槽１０の内側面１０ｄの形状に沿って形成されるとともに、ステージ３０ｓの上面から鉛直方向（図中Ｙ方向）に延びている。環状絶縁部３０ｉは上端３０ａと下端３０ｂとを含み、上側絶縁ブロック３１及び下側絶縁ブロック３０が真空槽１０内の所定の位置に配置されると、その上端３０ａは上側絶縁ブロック３１の下面３１ａに当接し、その下端３０ｂは真空槽１０の底面１０ｅに当接する。これにより、環状絶縁部３０ｉで囲まれた空間の上部は、上側絶縁ブロック３１によって閉塞される。また、この環状絶縁部３０ｉのうち上記搬送口１０ａに向かい合う箇所には、連通口３０ｃが貫通形成されており、環状絶縁部３０ｉで囲まれた空間を、搬送口１０ａを介して隣室に連通する。
【００２７】
上側絶縁ブロック３１は、略円盤状であって、真空槽１０の上壁部１０ｉの内側全体を被覆する大きさに形成されている。この上側絶縁ブロック３１は、下面３１ａと上面３１ｂとを含み、上面３１ｂには電極支持部１５を固定する収容部３１ｃが形成され、下面３１ａには第２の電極としての上部電極板１６を収容する電極板収容部３１ｄが形成されている。電極支持部１５は、電極板収容部３１ｄに嵌合された上部電極板１６を支持している。電極支持部１５によって支持された上部電極板１６とステージ電極１２との間の電極間距離（以下、ギャップＧという）は、３０〜６５ｍｍである。また、電極支持部１５は、ガス供給管１７から送出されたガスを一時的に貯留する図示しないバッファを備えている。上部電極板１６はアノードとして機能するとともに、上記バッファ内に蓄えられたガスを、上部電極板１６とステージ電極１２との間のプラズマ生成空間Ｓに噴出するシャワープレートとして機能する。
【００２８】
また、電極板収容部３１ｄは上記収容部３１ｃに連通した貫通孔であって、この電極板収容部３１ｄは、上部電極板１６を支持固定する電極板固定部３１ｅと、電極板固定部３１ｅの下端から上側絶縁ブロック３１の下面３１ａにかけて形成されたテーパ部３１ｆとから構成される。即ち、絶縁部（ここでは、上側絶縁ブロック３１）は、上部電極板１６を囲む側面として電極板収容部３１ｄを含み、この電極板収容部３１ｄが、上側絶縁ブロック３１の下面３１ａ（つまりプラズマ生成空間Ｓに向かう）につれてその内径が拡大するテーパ部３１ｆ（テーパ状の内側面）を含むものとなっている。
【００２９】
電極板収容部３１ｄに上部電極板１６が固定されると、テーパ部３１ｆと上部電極板１６の下面１６ａとにより、上側絶縁ブロック３１の下面３１ａに対して窪んだ凹部Ｓ１が構成される。この凹部Ｓ１は、上部電極板１６と基板Ｓｂ若しくは基板位置との間に位置するプラズマ生成空間Ｓの上部を囲んで、プラズマの鉛直方向（図中Ｙ方向）の拡散だけでなく、水平方向（図中Ｘ方向）の拡散を抑制する。
【００３０】
また、電極板収容部３１ｄがテーパ状の内側面を含むことにより、該側面を鉛直方向（図中Ｙ方向）に平行な面にした場合に比べ、凹部Ｓ１の隅部におけるプラズマの滞留を抑制することができる。その結果、中性種を好適に整流しつつ、小容積化された放電空間つまり基板Ｓｂの位置に対応した放電空間にプラズマを閉じ込めることができる。このため、プラズマによる効率的加熱を実現でき、特にＶＨＦ（Very High Frequency）帯域でこの効果を顕著なものとすることができる。結果、プラズマ密度を高めることができる。尚、この効果を奏するためには、この凹部Ｓ１の深さ、即ちテーパ部３１ｆの高さは、１０ｍｍ〜２０ｍｍが好ましい。
【００３１】
このように、真空槽１０の内側面１０ｄのうち、ステージ電極１２からの相対距離がステージ電極１２及び上部電極板１６間のギャップＧ以下となる領域は、環状絶縁部３０ｉ及び上側絶縁ブロック３１によって全て覆われた状態となる。尚、真空槽１０の内側面１０ｄにそれぞれ形成された搬送口１０ａ及び排出穴１０ｂは覆われていない。従って、真空槽１０の内側面１０ｄとステージ電極１２との間のプラズマを介した誘導結合が抑えられるため、電力の損失を防ぐことができる。
【００３２】
エッチングが行われる際には、基板Ｓｂが、エッチング装置１の隣室から搬送口１０ａ及び連通口３０ｃを介して真空槽１０内に搬送され、ステージ電極１２上の基板位置に載置される。さらに排出穴１０ｂから、真空槽１０内の大気等が排出され、ガス供給管１７から所定の流量のエッチングガスが真空槽１０内に供給される。このとき、供給されるエッチングガスの流量と、排出穴１０ｂからの排気量とを調節することにより、真空槽１０内が所定圧力に保持される。エッチングガスを供給した後、ステージ電極１２に高周波電圧が印加され、ステージ電極１２と上部電極板１６との間の放電により、エッチングガスが電離して、プラズマ生成空間Ｓにプラズマが生成される。
【００３３】
このとき上記凹部Ｓ１周辺に存在する電子やイオン種が、水平方向（図中Ｘ方向及び反Ｘ方向）に移動しても、それらは、テーパ部３１ｆに衝突することによって凹部Ｓ１内に一時的に閉じ込められる。このため、プラズマ生成空間Ｓにおいて基板Ｓｂの位置よりも外方へのプラズマの拡散による電力の損失を低減し、エッチングに寄与するプラズマ生成空間Ｓ内のプラズマ密度を高めることができる。このため、平行平板型のエッチング装置１においても、プラズマ密度の向上を図り、エッチングレートを向上したり、異方性の高いエッチングを行うことができる。また、プラズマ密度を高めるために、プラズマ生成空間Ｓ内の磁場を制御する電磁コイルや永久磁石や、その駆動機構等を設ける必要がなく、プラズマ密度を簡易な構成で向上することができるエッチング装置１を提供できる。
【００３４】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
【００３５】
（１）上記実施形態では、エッチング装置１は、真空槽１０と、真空槽１０内にエッチングガスを供給するガス供給部１０ｃと、真空槽１０内に配置されて、その上面に基板Ｓｂが載置されるステージ電極１２と、ステージ電極１２とプラズマ生成空間Ｓを介して対向する上部電極板１６と、ステージ電極１２に高周波電力を供給する高周波電源２０とを備える。また、エッチング装置１は、真空槽１０の内側面１０ｄのうちステージ電極１２からの相対距離が電極１２，１６間のギャップＧ以下となる領域を少なくとも被覆する下側絶縁ブロック３０及び上側絶縁ブロック３１を備える。これにより、真空槽１０とステージ電極１２との誘導結合を効果的に抑制し、プラズマ生成に寄与しない電力の消費を抑制することができる。
【００３６】
また上側絶縁ブロック３１は、上部電極板１６を囲むように形成されている。加えて、この上側絶縁ブロック３１は、上部電極板１６から離間し、プラズマ生成空間Ｓへ向かってその内径が拡大するようなテーパ部３１ｆを備える。このため、エッチングが行われる際には、プラズマ生成空間Ｓの一部が、テーパ部３１ｆと上部電極板１６とから構成される凹部Ｓ１によって囲まれた状態になるため、凹部Ｓ１内にプラズマを一時的に閉じ込めて、プラズマの拡散を抑制することができる。また、テーパ部３１ｆは、プラズマ生成空間Ｓに向かってその内径が拡大するように形成されているので、プラズマを整流して電子と中性種との衝突電離等を促すことができる。従って、簡易な装置構成で、消費電力当たりのプラズマ密度を向上し、プラズマの生成効率を高めることができる。
【００３７】
（２）上記実施形態では、上側絶縁ブロック３１は、上部電極板１６を囲むテーパ部３１ｆを有するともに、真空槽１０の上壁部１０ｉを覆う。このため、基板Ｓｂの上方においてプラズマ生成空間Ｓの上部を凹部Ｓ１で囲み、プラズマを閉じ込めることができるとともに、上部電極板１６と真空槽１０の上壁部１０ｉとを絶縁状態とすることができる。
【００３８】
（３）上記実施形態では、エッチング装置１は、ステージ電極１２が配設されるステージ３０ｓと、該ステージ３０ｓに一体に形成されて該ステージ３０ｓの上面を囲み真空槽１０の側壁１０ｈの一部を覆う環状絶縁部３０ｉとからなる下側絶縁ブロック３０を有する。従って、環状絶縁部３０ｉをステージ３０ｓと一体に形成するので、プラズマ生成空間Ｓ及びその周囲を同一材料で隙間なく覆って、異常放電の発生を抑制することができる。
【００３９】
［実施例１］
厚さが７２５μｍの８インチのシリコン基板に、直径５０μｍの開口部を有するマスクを塗布した後、上記エッチング装置１を用いて、エッチングを実施した。この際、エッチングガスとして、六フッ化硫黄ガス、臭化水素ガス、酸素ガスの混合ガスを用いた。また、高周波電力の周波数を６０ＭＨｚ、出力値を３Ｗ／ｃｍ2とした。さらに、エッチング時の圧力が９３Ｐａとなるように、混合ガスに含まれる六フッ化硫黄ガス、臭化水素ガス、酸素ガスを、それぞれ１５０ｓｃｃｍ、３０ｓｃｃｍ、１５０ｓｃｃｍの流量で真空槽１０内に供給した。
【００４０】
そして、上記エッチング条件でエッチングを３００秒間行うことによって、実施例１の凹部Ｈを得た。基板Ｓｂの中央部で得られた凹部Ｈの模式図を図２に示す。尚、基板Ｓｂに対し、反応性イオンエッチングにより所定のエッチング形状（例えば凹部Ｈ）を形成する場合、反応性エッチングに先立ち所定の開口部Ｍａを有したマスクＭが基板Ｓｂの上に形成される。そして、この開口部Ｍａから基板Ｓｂに対して正イオンが入射することにより、基板Ｓｂがエッチングされる。
【００４１】
図２に示すように、上記凹部Ｓ１を有するエッチング装置１を用いて凹部Ｈを形成した場合、プラズマ密度が高められるため、開口部Ｍａの法線方向に沿ってエッチングが進行しやすくなる。このため、エッチング形状である凹部Ｈの直径Ｄ２は、開口部Ｍａにおける直径Ｄ１（５０μｍ）にほぼ等しくなる。このとき、凹部Ｈの法線方向に沿った深さＤＰ１は、基板Ｓｂの中央部で１１４．０４μｍ、基板Ｓｂの外縁に近い周辺部で１２１．９６μｍである。また、エッチングレートは、基板Ｓｂの中央部で１１．４μｍ／ｍｉｎ、基板Ｓｂの周辺部で１２．２μｍ／ｍｉｎである。基板Ｓｂの面内でのエッチングレートの均一性は、±３．３６％であった。マスクＭに対するＳｉの選択比は、基板Ｓｂの中央部で３１．６７、基板Ｓｂの周辺部で１９．６８である。
【００４２】
［比較例１］
比較例１では、図６に示す従来のエッチング装置を用いて実施例１と同じ条件でエッチングを実施した。
【００４３】
図３に、従来のエッチング装置により基板中央部にて得られた凹部Ｈを模式的に示す。比較例１の凹部Ｈは、実施例１の凹部Ｈに比べ、開口部Ｍａの法線方向よりも外側に向かってエッチングが進行した。これにより比較例１では、実施例１に比べ凹部Ｈにおける最大直径Ｄ２が大きくなった。また、比較例１の凹部Ｈの深さＤＰ２は、実施例１で形成された凹部Ｈの深さＤＰ１よりも短くなった。
【００４４】
比較例１の凹部Ｈの深さＤＰ２は、基板中央部で１１１．１１μｍ、基板周辺部で１１９．８４μｍであって、いずれも実施例１よりも小さい値であった。エッチングレートは、基板中央部で１１．１１μｍ／ｍｉｎ、基板周辺部で１１．９８μｍ／ｍｉｎであって、いずれも実施例１に比べ小さい速度であった。また、基板面内でのエッチングレートの均一性は、±３．７７％であって、実施例１の面内均一性よりも低かった。マスクに対するＳｉの選択比は、基板中央部で２８．４９、基板周辺部で２４．４５であって、基板中央部で実施例１に比べ小さい値であった。
【００４５】
（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態を図４に従って説明する。尚、第２実施形態は、第１実施形態のエッチング装置の絶縁部の構成を変更したのみの構成であるため、同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。
【００４６】
本実施形態の絶縁部は、下側絶縁ブロック３０と上側絶縁ブロック３１とステージ電極１２の上に載置された基板位置絶縁部３２とから構成される。絶縁ブロック３０，３１は第１実施形態と同様に形成されている。
【００４７】
基板位置絶縁部３２は、石英からなり、円盤状であって、少なくともステージ電極１２の上面全体を覆うことができる大きさに形成されている。また、基板位置絶縁部３２は、ステージ電極１２に載置される基板Ｓｂを収容する基板収容部３２ｃを備えている。基板収容部３２ｃは、基板位置絶縁部３２に貫通形成されており、基板Ｓｂの外周を固定する基板固定部３２ａと、基板位置絶縁部３２の上面３２ｄに向かって内径が拡大するように傾斜させたテーパ部３２ｂとを有している。即ち、第２実施形態では、絶縁部（ここでは基板位置絶縁部３２）は、基板Ｓｂを囲む側面として基板収容部３２ｃを含み、この基板収容部３２ｃが、プラズマ生成空間Ｓに向かうにつれてその内径が拡大するテーパ部３２ｂ（テーパ状の内側面）を含むものとなっている。従って、基板固定部３２ａに基板Ｓｂを固定すると、基板Ｓｂ及びテーパ部３２ｂにより、基板位置絶縁部３２の上面３２ｄから窪んだ凹部Ｓ２が構成される。この凹部Ｓ２は、プラズマ生成空間Ｓの下部に位置する。また、絶縁材料からなる基板位置絶縁部３２は、基板Ｓｂの外周に配置されることにより、正イオンの基板Ｓｂへの入射効率を高める。
【００４８】
従って第１実施形態と同様に、搬送口１０ａ及び排出穴１０ｂの出口を除く真空槽１０の内側面１０ｄは、環状絶縁部３０ｉ及び上側絶縁ブロック３１によって覆われた状態になるため、ステージ電極１２と真空槽１０との誘導結合を好適に抑制することができる。また、凹部Ｓ１及び凹部Ｓ２は、プラズマ生成空間Ｓの一部を構成するため、基板Ｓｂの上方においてプラズマ生成空間Ｓの上部及び下部は、これらの凹部Ｓ１及び凹部Ｓ２によって囲まれた状態となる。従って、凹部Ｓ１及び凹部Ｓ２内にプラズマを一時的に閉じ込めて、プラズマの拡散を抑制することができる。このため、消費電力当たりのプラズマ密度を向上し、プラズマの生成効率を高めることができる。
【００４９】
従って、第２実施形態によれば、第１実施形態の（１）〜（３）の効果に加えて以下の効果を得ることができる。
【００５０】
（４）第２実施形態では、エッチング装置２は、ステージ電極１２上の基板位置（つまり基板Ｓｂ）を囲み、基板位置からプラズマ生成空間Ｓに向かってその内径が拡大するようなテーパ部３２ｂを有する基板位置絶縁部３２を備える。このため、エッチングが行われる際には、プラズマ生成空間Ｓの一部が、上記凹部Ｓ１と、テーパ部３２ｂと基板Ｓｂとから構成される凹部Ｓ２によって囲まれた状態になるため、凹部Ｓ１及び凹部Ｓ２内にプラズマを一時的に閉じ込めて、プラズマの拡散を抑制することができる。従って、消費電力当たりのプラズマ密度を向上し、プラズマの生成効率を高めることができる。
【００５１】
（５）第２実施形態では、基板位置絶縁部３２は、ステージ電極１２の上面のうち基板Ｓｂの外周を被覆する。このため、基板Ｓｂへの正イオンの入射効率を高めることができる。
【００５２】
（第３実施形態）
次に、本発明を具体化した第３実施形態を図５に従って説明する。尚、第３実施形態のエッチング装置３は、第１実施形態のエッチング装置１に永久磁石２５を設けた構成であるため、同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。
【００５３】
図５に示すように、エッチング装置３は、真空槽１０の上壁部１０ｉの上に、永久磁石２５を備えている。本実施形態では、永久磁石２５は、真空槽１０の形状に合わせて円盤状にしたが、その形状は特定されない。また、本実施形態では、１つの永久磁石２５を載置したが、複数の永久磁石２５を真空槽１０の上壁部１０ｉに載置してもよい。
【００５４】
永久磁石２５が配置されることによりプラズマ生成空間Ｓに磁場が印加されると、プラズマ中の電子は、螺旋回転しながらドリフト運動を行う。その結果、電子がプラズマ生成空間内に長く閉じ込められるため、プラズマ密度を高めることができる。また、磁石を回転移動させるなどの駆動機構を設けなくてもよいため、装置の複雑化を防止できる。
【００５５】
従って、第３実施形態によれば、第１実施形態の（１）〜（３）の効果に加えて以下の効果を得ることができる。
【００５６】
（６）第３実施形態では、プラズマ生成空間Ｓ内に磁場を形成する永久磁石２５を真空槽１０の上壁部１０ｉに設けた。このため、プラズマ生成空間Ｓ内において電子を長く保持することができるので、装置を複雑化させることなく、プラズマ生成空間内におけるプラズマ密度を向上することができる。
【００５７】
［実施例２］
永久磁石２５を設けた第３実施形態のエッチング装置を用いて、実施例１と同じ条件で直径５０μｍの凹部を基板Ｓｂに形成した。このとき、基板Ｓｂの中央部におけるエッチングレートは、１７．７４μｍ／ｍｉｎ、マスクＭに対するＳｉの選択比は、１８．６４であった。
【００５８】
［比較例２］
永久磁石２５を設けない従来のエッチング装置（図６参照）を用いて、実施例１と同じ条件で直径５０μｍの凹部を基板に形成した。このとき、基板中央部においてエッチングレートは、１３．５４μｍ／ｍｉｎであって、実施例２に比べ小さい速度であった。また、マスクＭに対するＳｉの選択比は、１５．５３であって、実施例２に比べ小さい値であった。
【００５９】
尚、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
【００６０】
・第２実施形態では、上側絶縁ブロック３１及び基板位置絶縁部３２に、プラズマ生成空間Ｓへ向かって拡大するテーパ部３１ｆ、３２ｂをそれぞれ設けるようにしたが、基板位置絶縁部３２にのみテーパ部３２ｂを設けるようにしてもよい。
【００６１】
・上記各実施形態では、下側絶縁ブロック３０を構成するステージ３０ｓ及び環状絶縁部３０ｉを一体に形成したが、別部材としてもよい。また、下側絶縁ブロック３０及び上側絶縁ブロック３１を一つの部材にしてもよい。また、第２実施形態において、基板位置絶縁部３２及び下側絶縁ブロック３０を一つの部材としてもよい。又は、ステージ３０ｓ、環状絶縁部３０ｉ、上側絶縁ブロック３１、若しくは基板位置絶縁部３２を、複数の部材に分割してもよい。例えば、上側絶縁ブロック３１を、電極支持部１５の外周を囲む環状の絶縁部と、電極支持部１５の下面を覆い、電極板収容部３１ｄを有する絶縁部とに分けてもよい。
【００６２】
・上記各実施形態では、エッチング装置をカソードカップル方式の装置として説明したが、高周波電源が接続された陽極である上部電極と陰極である下部電極とを有し、陰極に基板を載置するアノードカップル方式の装置としてもよい。この場合においても、上部電極を囲み且つテーパ状の側面を有する上側絶縁部を設けるか、下部電極に載置されて基板位置を囲み且つテーパ状の側面を有する下側絶縁部を設けるか、あるいはその両方を設けると、プラズマ生成空間の一部が、テーパ状の側面を有する凹部により囲まれるため、プラズマの拡散を抑制することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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